4 Информационный расчёт цифровой системы телеизмерения

Целью информационного расчёта является определение параметров функциональных блоков системы, обеспечивающих требования заданной точности телеизмерения. Состав функциональных блоков был определён при разработке структурной схемы.

Определим отдельные составляющие погрешности телеизмерения по заданной величине :

(4.1)

–инструментальная погрешность, которой обладает датчик телеизмеряемой величины;

–погрешность квантования по времени вместе с устройством восстановления непрерывных сообщений по дискретным отчетам;

–погрешность квантования по уровню;

–погрешность шумов в линии связи.

Рассчитаем коэффициент аппроксимации при параболической интерполяции:

(4.2)

Для оценки эффективности использования каналов связи вычисляется так называемый коэффициент избыточности отчетов:

(4.3)

Шаг дискретизации в соответствии с теоремой В.А. Котельникова определяется граничной частотой спектра сообщения

(4.4)

Шаг дискретизации по времени принято называть циклом опроса и обозначать. Для удобства дальнейших расчетов, примем это значение равное. Из полученных расчетов видно, чтоне превышает требуемое быстродействие системы, т.е.

Зададим коэффициент, учитывающий защитный интервал между каналами.

Рассчитаем время, которое отводится на опрос одного датчика при равномерной дискретизации:

(4.5)

Определим защитный интервал:

(4.6)

Рассчитаем частоту коммутации каналов (скорость выдачи кодовых слов):

(4.7)

Определим максимально возможный шаг квантования по уровню:

(4.8)

Рассчитаем требуемое минимальное число уровней квантования:

(4.9)

Тогда необходимая разрядность первичного – кода определится из соотношения:

(4.10)

Мощность первичного кода будет:

(4.11)

Уточним шаг квантования по уровню:

Δх = (4.12)

Определим масштабные коэффициенты :

(4.13)

(4.14)

Рассчитаем значение измеряемой величины на последнем – ом уровне квантования и определим соответствующую этому значению кодовую комбинацию первичного– кода:

(4.15)

(4.16)

Убедимся в правильности расчета масштабного коэффициента:

(4.17)

(4.18)

где – шаг квантования по уровню измеряемой величины А.

(4.19)

Следовательно, расчёт масштабного коэффициента выполнен правильно.

По данной требуемой точности телеизмерения определим абсолютную погрешность:

(4.20)

Дисперсия этой погрешности:

(4.21)

Рассчитаем величину дисперсии ошибки от помех в канале связи . Зададимсяи корректирующей способностью-кодаив соответствии с таблицей 1. Минимальное кодовое расстояние и корректирующая способность кода изменяются в соответствии с увеличением номера итерации по закону, иллюстрируемому табл. 1.

Номер итерации, в котором указаны число обнаруживаемых и исправляемых ошибок, используется для выбора типа корректирующего кода. Примем вначале,и, найдем величину дисперсии ошибки от помех в канале связипо формуле:

, (4.22)

где – вероятность искажения в канале связи одного двоичного символа;

–шаг квантования по уровню;

–разрядность первичного кода;

(4.23)

Полученные расчеты занесем в таблицу (таблица 3).

Таблица 3 - Величина дисперсии ошибки от помех

Итерации	1	2	3
dмин	1	2	3
t0	0	1	2
tи	0	0	0
Dш

Сравним полученное значение с:. Таким образом, безызбыточный код может быть использован, но для дальнейшего проектирования принимаем код, у которого, а значит код, который обнаруживает одну ошибку и не исправляет ни одной. Выбираем в качестве корректирующего кода – код с проверкой на четность.

Уточним значения отдельных составляющих погрешности телеизмерения по результатам расчёта параметров системы:

; (4.24)

; (4.25)

; (4.26)

, (4.27)

где ,,,– принятые при расчете и выборе параметров значения соответствующих величин.

Вычислим значение и сравниваем его с допустимым значением:

(4.28)

Следовательно, рассчитанные параметры цифровой системы телеизмерения обеспечат требуемую точность телеизмерения.